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2023-04-24 21:17 |
研究人員設(shè)計(jì)出室溫級(jí)光量子晶體管
日前，印度孟買(mǎi)的研究人員設(shè)計(jì)了一種新方法，使用短暫的光脈沖在二維材料中構(gòu)建谷晶體管，使我們離實(shí)現(xiàn)實(shí)用的全光量子技術(shù)更近了一步。晶體管是電子技術(shù)中的重要部件，它控制電流的流動(dòng)，還可以根據(jù)需要打開(kāi)和關(guān)閉電流。這些開(kāi)關(guān)狀態(tài)代表了使傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)能夠工作的二進(jìn)制單元或位，納米技術(shù)通過(guò)使電子設(shè)備小型化并提高其性能，使其具有先進(jìn)的電子設(shè)備。石墨烯是一種具有六邊形碳原子結(jié)構(gòu)的原子薄材料，是納米技術(shù)潛力的一個(gè)主要例子。 p=405~
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印度科學(xué)家們以石墨烯為靈感合成了其他二維材料，這些材料將徹底改變新興的量子技術(shù)。這些材料中的電子具有一種稱(chēng)為谷偽自旋的額外性質(zhì)，這種性質(zhì)與局部能量極小值有關(guān)。這些材料表現(xiàn)出兩個(gè)可以被視為二進(jìn)制單位的谷，如0和1，以及它們的疊加，這對(duì)量子技術(shù)至關(guān)重要。 c[",WB <9
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這些谷可以用來(lái)在室溫下編碼、處理和存儲(chǔ)量子信息，從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的安全加密和新的計(jì)算方法。此外，量子技術(shù)提供了模擬工具，有助于創(chuàng)新材料和藥物的開(kāi)發(fā)。在室溫下實(shí)現(xiàn)谷晶體管對(duì)于實(shí)用的量子技術(shù)至關(guān)重要。谷晶體管是一種開(kāi)關(guān)，允許根據(jù)需要在谷之間切換谷選擇操作。然而，短的谷壽命對(duì)制造谷晶體管構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。 BY \p?79
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最近發(fā)表在《應(yīng)用物理評(píng)論》（Physical Review Applied）上的一篇文章（“二維材料中的全光超快谷開(kāi)關(guān)”）為這個(gè)問(wèn)題提供了解決方案。兩位印度的研究人員開(kāi)發(fā)了一種在二維材料中創(chuàng)建山谷晶體管的方法，使用一系列三個(gè)短暫的光脈沖來(lái)控制谷量子晶體操作。 Ke 'bH
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研究人員在石墨烯和二硫化鉬（另一種二維材料）中觀(guān)察到了谷晶體管，證明了他們的控制協(xié)議是穩(wěn)健和通用的。這項(xiàng)工作超越了當(dāng)前的valleytronics范式，并引入了谷晶體管以PB赫茲（PHz）速率工作的可能性，大大超過(guò)了當(dāng)代的計(jì)算速度。科學(xué)家們表示，“隨著2D材料中室溫谷晶體管的可用性，與普通計(jì)算機(jī)一樣，在室溫下運(yùn)行的小型量子計(jì)算機(jī)可能在不久的將來(lái)成為現(xiàn)實(shí)�！�
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